崔 亮

微生物處理技術(shù)在高校餐廚垃圾處理中的應(yīng)用——以甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例

崔 亮

[甘肅省高等學(xué)校服務(wù)中心]

隨著社會(huì)生活的不斷進(jìn)步和發(fā)展，人們對(duì)于生活品質(zhì)的追求也不斷提升。近些年，餐廚垃圾對(duì)社會(huì)環(huán)境和人們的正常生活造成了一定的影響，大學(xué)校園更為明顯。變廢為寶，對(duì)高校餐廚垃圾進(jìn)行正確的資源化利用和無(wú)害化的處理，對(duì)校園環(huán)境的改善和大學(xué)生健康飲食至關(guān)重要。本文梳理了我國(guó)餐廚垃圾處理現(xiàn)狀及主要處理技術(shù)，探討了好氧發(fā)酵微生物處理技術(shù)在高校餐廚垃圾就地化處理中的應(yīng)用，并在甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院餐廚垃圾資源化利用和無(wú)害化、就地化處理中進(jìn)行了實(shí)踐應(yīng)用。

高校餐廚垃圾；微生物處理技術(shù)；資源化利用；無(wú)害化處理

餐廚垃圾主要是居民在生活消費(fèi)過(guò)程中形成的生活廢物，是食物垃圾中最主要的一種，包括家庭、學(xué)校、食堂及餐飲行業(yè)等產(chǎn)生的食物加工下角料（廚余）和食用殘余（泔腳），其成分復(fù)雜，主要是油、水、果皮、蔬菜、米面、魚(yú)、肉、骨頭以及廢餐具、塑料、紙巾等多種物質(zhì)的混合物。餐廚垃圾極易腐爛變質(zhì),若處置不當(dāng)可能會(huì)引發(fā)“地溝油”“垃圾豬”等食品安全問(wèn)題,嚴(yán)重影響市容并污染環(huán)境,危及師生身體健康[1]。這一問(wèn)題已經(jīng)引起了人們的廣泛關(guān)注和政府的高度重視，2010年以來(lái)，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)務(wù)院辦公廳、住建部等部門(mén)先后印發(fā)了《關(guān)于組織開(kāi)展城市餐廚廢棄物資源化利用和無(wú)害化處理試點(diǎn)工作的通知》《關(guān)于加強(qiáng)地溝油整治和餐廚垃圾廢棄物管理的意見(jiàn)》《中華人民共和國(guó)固體廢物污染環(huán)境防治法》《關(guān)于在全國(guó)地級(jí)及以上城市全面開(kāi)展生活垃圾分類工作的通知》等文件，加大了對(duì)餐廚垃圾變廢為寶、化害為利的引導(dǎo),旨在從源頭上避免直接作為飼料進(jìn)入食物鏈,解決餐廚垃圾作為生活垃圾填埋或焚燒造成的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。如何實(shí)現(xiàn)高校餐廚垃圾的資源化利用及無(wú)害化處理是全國(guó)高校后勤人當(dāng)前面臨的迫切問(wèn)題,也是全社會(huì)廣泛關(guān)注的問(wèn)題，本文主要就這一問(wèn)題進(jìn)行探討，希望對(duì)高校餐廚垃圾的處理提供參考。

一、餐廚垃圾的主要處理技術(shù)

根據(jù)《2017-2022年中國(guó)餐廚垃圾處理行業(yè)發(fā)展前景預(yù)測(cè)與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》，2015年全國(guó)餐廚垃圾產(chǎn)生量約為9110萬(wàn)噸，日均餐余垃圾產(chǎn)生量為25萬(wàn)噸，人均日產(chǎn)量為0.18kg[2]。據(jù)2015年統(tǒng)計(jì)，全國(guó)現(xiàn)有普通高等學(xué)校在校學(xué)生數(shù)大約3700萬(wàn)人，按照以上統(tǒng)計(jì)口徑計(jì)算，全國(guó)高校每年產(chǎn)生約200萬(wàn)噸以上餐廚垃圾。

餐廚垃圾的傳統(tǒng)處理方式一般采用堆肥、填埋、焚燒、固體飼料、粉碎直排等方式進(jìn)行，但這些處理方式都會(huì)對(duì)資源、環(huán)境造成不同程度的惡劣影響。像堆肥，會(huì)占有大量的土地面積，處理周期也較長(zhǎng)，并且在堆肥過(guò)程中產(chǎn)生的污水、臭水會(huì)對(duì)周邊的環(huán)境造成污染，長(zhǎng)期堆肥還會(huì)造成土壤的鹽堿化。粉碎直排，會(huì)污染地下水，造成河水發(fā)臭，滋生出細(xì)菌、病菌，會(huì)造成疾病傳播，而且一些油垢會(huì)造成管道堵塞，影響人們的正常生活[3]。

近年來(lái)，微生物處理在國(guó)內(nèi)外逐漸興起。與其他傳統(tǒng)處理技術(shù)相比，微生物處理技術(shù)具有較明顯的優(yōu)勢(shì)。微生物降解處理技術(shù)是將餐廚垃圾就地處理，處理的餐廚垃圾較徹底，垃圾總質(zhì)量會(huì)減少大約90％，殘留物還可以制成有機(jī)肥料，很大程度上實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用，促進(jìn)了資源的節(jié)約。餐廚垃圾通過(guò)微生物處理技術(shù)，使得相關(guān)生產(chǎn)活動(dòng)符合社會(huì)“環(huán)保節(jié)能”要求，實(shí)現(xiàn)我國(guó)資源的循環(huán)利用[4]。

二、餐廚垃圾微生物處理技術(shù)

（一）好氧堆肥技術(shù)

好氧堆肥是指在有氧條件下,利用好氧微生物對(duì)堆積于地面或者專門(mén)發(fā)酵裝置中的有機(jī)質(zhì)進(jìn)行生物降解,最終形成穩(wěn)定的高肥力腐殖質(zhì)。好氧堆肥技術(shù)具備較快降解有機(jī)物的速度，其降解有機(jī)物也比較徹底，而且可以殺死病原微生物，因此好氧堆肥技術(shù)是餐廚垃圾處理中最常用、最有效的一種處理方法。但是，這種餐廚垃圾處理技術(shù)對(duì)場(chǎng)地的要求比較高，而且處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的氣體，總體來(lái)說(shuō)好氧堆肥技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益不高。另外，值得注意的是餐廚垃圾一般含鹽分都比較高，長(zhǎng)時(shí)間采用好氧堆肥技術(shù)處理餐廚垃圾會(huì)加劇土壤的鹽堿化程度，而且餐廚垃圾中的過(guò)量鹽分和油脂對(duì)微生物的成長(zhǎng)有一定的抑制作用，致使堆肥中的產(chǎn)品質(zhì)量逐漸下降，產(chǎn)品出產(chǎn)的周期也逐漸加長(zhǎng)，因此好氧堆肥技術(shù)不具備持久發(fā)展的特征，只有短期效益[5]。

（二）厭氧發(fā)酵技術(shù)

餐廚垃圾的厭氧消化是利用兼性厭氧微生物的代謝作用在無(wú)氧條件下將復(fù)雜的有機(jī)物分解為簡(jiǎn)單的小分子有機(jī)物及無(wú)機(jī)物，在這個(gè)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)餐廚垃圾的減容減量處理以及資源化利用。通過(guò)厭氧消化產(chǎn)生具有利用價(jià)值的氫氣和甲烷，耗能低，對(duì)環(huán)境無(wú)污染或污染較小，因而越來(lái)越受到重視[6]。厭氧消化技術(shù)通過(guò)微生物降解來(lái)實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾的減容減量和回收利用，自動(dòng)化程度較高，所需人力較少，容易控制惡臭氣味的散發(fā)，且產(chǎn)品具有多樣化、經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高等優(yōu)點(diǎn)。但是微生物對(duì)酸堿度要求高，處理技術(shù)也很復(fù)雜，反應(yīng)器內(nèi)生物啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng);同時(shí)餐廚垃圾中的鹽分和油脂含量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致過(guò)度堿化，使消化過(guò)程pH 值偏高，抑制了菌體生長(zhǎng)，不利于持續(xù)并穩(wěn)定地降解餐廚垃圾;與此同時(shí)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼渣需要進(jìn)一步處理，通常需干化處理后填埋，或重新堆肥后制成有機(jī)肥。

利用厭氧消化處理技術(shù)處理餐廚垃圾在國(guó)外有著一定程度的應(yīng)用，其無(wú)害化程度較高，且具有較高的有機(jī)負(fù)荷承擔(dān)能力。厭氧發(fā)酵技術(shù)在我國(guó)四批試點(diǎn)城市的118座在建項(xiàng)目中占比達(dá) 80%，是目前的主流處理方法[7]。但是厭氧消化處理工藝存在工程投資大、工藝復(fù)雜、運(yùn)營(yíng)成本高等缺點(diǎn)，目前來(lái)看也不適合我國(guó)高校餐廚垃圾處理的實(shí)際情況。

（三）好氧發(fā)酵技術(shù)

通過(guò)高溫復(fù)合微生物和酶轉(zhuǎn)化技術(shù)、快速腐殖化集成裝備、轉(zhuǎn)化工藝精準(zhǔn)控制技術(shù)集成,篩選自然界中生命活力和增殖能力強(qiáng)的高溫復(fù)合微生物菌種,在生化處理設(shè)備中,對(duì)餐廚垃圾進(jìn)行高溫快速好氧發(fā)酵,使各種有機(jī)物得到快速降解和轉(zhuǎn)化為生物腐殖酸肥料。腐熟后的腐殖酸肥料外觀顏色為灰褐色，以顆粒粉末狀自動(dòng)出料。該腐殖酸肥料可以作為有機(jī)源土壤調(diào)理劑,用于土壤質(zhì)量提升,起到降低化肥利用率,提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的作用。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，處理時(shí)間短，無(wú)需繁雜分揀；避免了細(xì)菌和病毒的傳播，資源利用率高；節(jié)省了轉(zhuǎn)運(yùn)成本，無(wú)二次污染，自動(dòng)化程度高；產(chǎn)出的有機(jī)肥還能有效解決校園的綠化問(wèn)題；很好地實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾處理的“資源化、無(wú)害化和減量化”。缺點(diǎn)是一次性投資略高，微生物的投加量比較大，存在一部分運(yùn)營(yíng)成本[8]。

結(jié)合甘肅省高校的實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)前期深入細(xì)致的考察，本研究認(rèn)為好氧發(fā)酵微生物處理技術(shù)在甘肅高校餐廚垃圾處理中具有廣闊的應(yīng)用前景。

三、餐廚垃圾微生物處理技術(shù)在甘肅高校的實(shí)踐應(yīng)用

根據(jù)甘肅省政府辦公廳印發(fā)的《全省全域無(wú)垃圾三年專項(xiàng)治理行動(dòng)方案（2017—2020年）》文件精神，甘肅省教育廳于2018、2019年兩年利用全省節(jié)約型校園建設(shè)專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)共計(jì)400萬(wàn)元在甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學(xué)院、隴東學(xué)院和甘肅民族師范學(xué)院等10所院校建設(shè)餐廚垃圾就地化微生物處理系統(tǒng)，有效解決了學(xué)校餐廚垃圾處理難、污染嚴(yán)重等問(wèn)題，為建設(shè)節(jié)約型校園發(fā)揮了積極作用。下面主要以甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例，對(duì)餐廚垃圾微生物處理技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用做一介紹。

甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，位于素有“隴上江南”之稱的天水市，現(xiàn)占地面積550畝，在麥積山風(fēng)景區(qū)建有占地3700畝的實(shí)習(xí)林場(chǎng)，在校內(nèi)建有占地55畝的綜合實(shí)訓(xùn)基地，在校師生人數(shù)近萬(wàn)人。學(xué)校以林業(yè)類專業(yè)為特色，發(fā)揮學(xué)校園林設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，打造了公園式的綠色學(xué)校，先后獲得了“全國(guó)綠化模范單位”“第一屆甘肅省文明校園”“全省綠色學(xué)?！钡确Q號(hào)，但由于學(xué)校周?chē)鷽](méi)有配套的餐廚垃圾處理設(shè)施，造成餐廚垃圾處理難、處理成本高且處理周期無(wú)法保證等問(wèn)題，成為困擾學(xué)校綠色發(fā)展的瓶頸。2018年發(fā)生非洲豬瘟病毒疫情后，市場(chǎng)監(jiān)管部門(mén)加強(qiáng)了對(duì)學(xué)校餐廚垃圾的監(jiān)管，學(xué)校將餐廚垃圾運(yùn)輸?shù)饺镏獾碾姀S焚燒。除了運(yùn)輸成本以外，還需要向電廠繳納餐廚垃圾處理費(fèi)，給學(xué)校造成了較大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。2018年8月，學(xué)校積極申請(qǐng)省節(jié)約型校園建設(shè)專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)50萬(wàn)元，并由學(xué)校配套60多萬(wàn)元，于2019年年初建成日處理3噸的餐廚垃圾就地化微生物處理系統(tǒng)。目前設(shè)備使用情況良好，各項(xiàng)性能穩(wěn)定。根據(jù)學(xué)校的實(shí)際情況，餐廚垃圾就地化微生物處理過(guò)程主要包括餐廚垃圾回收、固體廢料處理、廢水處理和廢氣處理等環(huán)節(jié)。

（一）餐廚垃圾回收

當(dāng)日由工作人員將餐廚垃圾回收至處理站，回收原則如下：

1.餐廚垃圾回收時(shí)間與學(xué)生就餐時(shí)間錯(cuò)開(kāi)，確保學(xué)生就餐時(shí)的環(huán)境衛(wèi)生。

2.學(xué)生就餐結(jié)束后及時(shí)清運(yùn)餐廚垃圾，確保餐廳的環(huán)境衛(wèi)生安全。

3.運(yùn)輸過(guò)程使用專用電動(dòng)車(chē)，做到平穩(wěn)運(yùn)輸，不超速、不漏液。

4.運(yùn)輸完畢后及時(shí)對(duì)垃圾桶進(jìn)行清洗消毒。

（二）固體肥料處理

對(duì)經(jīng)發(fā)酵處理后的固體有機(jī)肥，采用存儲(chǔ)的方式進(jìn)行二次發(fā)酵，發(fā)酵環(huán)境通風(fēng)、防水、干燥。發(fā)酵好的固體肥料送進(jìn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢驗(yàn)，重點(diǎn)檢驗(yàn)氯離子等物質(zhì)的含量。使用鋸末、黃土等對(duì)養(yǎng)料成分高的肥料進(jìn)行稀釋，稀釋后用于校園綠化。

（三）廢水處理

通過(guò)餐廚垃圾處理設(shè)備廢水管路將設(shè)備產(chǎn)出的廢水運(yùn)送至油水分離系統(tǒng)。油水分離系統(tǒng)將廢水加熱至65℃，此溫度下保證油脂分子與水分子的分離，確保油脂在分離系統(tǒng)中的流動(dòng)性。

（四）廢氣處理

在發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量氣體，這部分氣體采用管道輸送，由廢氣處理系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)濾滅菌處理后排入大氣。

四、甘肅高校餐廚垃圾微生物處理技術(shù)運(yùn)行效果分析

2019年，甘肅全省大約有甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學(xué)院、隴東學(xué)院、甘肅醫(yī)學(xué)院和甘肅民族師范學(xué)院等五所院校的餐廚垃圾就地化微生物處理系統(tǒng)投入運(yùn)行。隨著這些設(shè)施的投入，從根本上解決了之前各個(gè)學(xué)校遇到的餐廚垃圾處理難問(wèn)題，從原來(lái)的被動(dòng)回收處理到目前的主動(dòng)回收處理，做到了就地化處理、資源化利用，效率更高且年均處理成本更低。

據(jù)測(cè)算，甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院每天產(chǎn)生的餐廚垃圾約2.8噸，按現(xiàn)行的政府指定機(jī)構(gòu)處理餐廚垃圾方式，每月需支出經(jīng)費(fèi)16800元，全年支出168000元。本項(xiàng)目建成后，需操作人員1名，工資、水費(fèi)、電費(fèi)等合計(jì)約92000元，每年節(jié)約成本76000元。經(jīng)處理后的地溝油可銷(xiāo)往當(dāng)?shù)厣锬茉椿て髽I(yè)，固體肥料用于學(xué)校綠化，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，本設(shè)備運(yùn)行后還產(chǎn)生了以下社會(huì)效應(yīng)：

（一）本項(xiàng)目建設(shè)符合國(guó)家關(guān)于城市餐廚垃圾處理的政策要求，減輕市政環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)的處置壓力，同時(shí)也可減少學(xué)校的垃圾外運(yùn)處理費(fèi)用，有利于生活垃圾資源化、減量化、無(wú)害化處理循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

（二）本項(xiàng)目建成有利于探索高校與政府產(chǎn)教融合的合作模式，發(fā)揮高校技術(shù)、人才優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)本地政府環(huán)保事業(yè)可持續(xù)發(fā)展，提高了當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

（三）本項(xiàng)目符合轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的方針政策，有利于推動(dòng)利用循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)解決城市垃圾處理技術(shù)，較好地體現(xiàn)了城市垃圾處理的方向與定位。

（四）本項(xiàng)目建成增長(zhǎng)了學(xué)生的知識(shí)面，促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成節(jié)約不浪費(fèi)、垃圾分類處置的良好習(xí)慣，提高學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，具有良好的環(huán)保教育示范效應(yīng)。

現(xiàn)階段，合理地處理校園餐廚垃圾帶來(lái)的相關(guān)問(wèn)題，可以促進(jìn)學(xué)校的環(huán)境提升，還能提高廣大師生的生活水平和幸福指數(shù)。同時(shí)，還能夠保障資源的合理應(yīng)用，減輕環(huán)境污染。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，相信在不久的將來(lái)，校園餐廚垃圾的處理將更為科學(xué)合理，潛藏在其中的價(jià)值也會(huì)被更好地開(kāi)發(fā)利用。

[1]鄧俊.餐廚垃圾無(wú)害化處理與資源化利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào),2019,9（06）:637-642.

[2]《中國(guó)餐廚垃圾處理行業(yè)發(fā)展前景預(yù)測(cè)與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》[EB/OL]. （2017-2022）. http://bg.qianzhan.com/report/detail/0688ff23544e4e61.html.

[3]王琦.基于我國(guó)餐廚垃圾處理現(xiàn)狀及主要處理技術(shù)應(yīng)用研究[J].科技與企業(yè),2016（8）:127-128.

[4]羅博.中小城市餐廚廢棄物資源化利用和無(wú)害化處理技術(shù)分析[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2017（8）:59-60.

[5]安瑩. 國(guó)內(nèi)外餐廚垃圾微生物處理技術(shù)研究 [J].綠色科技，2016，（10）:94-95.

[6]陳麗媛，徐沖，陳杰等 . 城市生活垃圾的微生物處理技術(shù) [J]. 微生物學(xué)雜志，2016（3）:91 -95.

[7]城市餐廚廢棄物資源化利用和無(wú)害化處理試點(diǎn)工作開(kāi)展[J]．中國(guó)資源綜合利用，2010，28（6）:5.

[8]謝余寰，林偉先，黃海婷，夏歡，朱田秀.我國(guó)部分城市餐廚垃圾處理現(xiàn)狀調(diào)研及建議分析[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2014（3）:88-89.

甘肅省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2018年重點(diǎn)課題《甘肅省高校后勤管理信息化研究》（課題立項(xiàng)號(hào)：GS[2018]GHBZ113）

（責(zé)任編輯：趙相華）